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1、(10)申请公布号 CN 102426402 A (43)申请公布日 2012.04.25 CN 102426402 A *CN102426402A* (21)申请号 201110311204.3 (22)申请日 2011.10.14 G02B 7/00(2006.01) (71)申请人 中国科学院光电技术研究所 地址 610209 四川省成都市双流 350 信箱 (72)发明人 张云珍 李建凤 (74)专利代理机构 北京科迪生专利代理有限责 任公司 11251 代理人 成金玉 (54) 发明名称 电视成像系统光轴调整装置及调整方法 (57) 摘要 电视成像系统光轴调整装置及方法， 由电视 成。
2、像系统、 U 形架、 底座、 左支承及俯仰调节手轮 和方位调节手轮组成。调整装置中分别设置了俯 仰旋转中心和方位旋转中心， 电视成像系统的重 心位置与方位旋转中心重合 ； 俯仰旋转中心与方 位旋转中心相隔一定距离 L ； 在俯仰旋转中心相 反方向设置俯仰调节手轮， 俯仰调节手轮位置与 俯仰旋转中心设置一定距离 M ； 在距方位旋转中 心一定距离 N 处设置了左右对称两个方位调节手 轮。旋转俯仰手轮和方位手轮实现电视成像系统 光轴的角度调整。本发明能快速、 简便、 准确、 稳 定、 实时调整电视成像系统光轴相对于安装载体 基准的平行度。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 3 页 CN 102426409 A1/2 页 2 1. 一种电视成像系统光轴调整装置， 其特征在于 ： 包括电视成像系统 (1)、 U 形架 (3)、 底座(13)、 左支承(4)、 俯仰调节手轮(11)和方位调节手轮(12) ； 电视成像系统(1)与U形 架 (3) 以圆柱面支承方式通过第一螺钉 (5) 联接， 左支承 (4) 与 U 形架 (3) 通过第二螺钉 (7) 同轴联接， 且同时与电视成像系统 (1) 以圆柱面支承方式联接 ； U 形架 (3) 与底座 (13) 以圆柱面支承方式通过第三螺钉(14)联接 ； 俯仰。
4、调节手轮(11)以螺纹形式与U形架(3)联 接， 通过第一螺母(10)锁紧 ； 方位调节手轮(12)以螺纹形式与底座(13)联接， 通过第二螺 母 (10 ) 锁紧 ； 电视成像系统 (1) 与 U 形架 (3)、 左支承 (4) 共同的圆柱面支承中心设置为 电视成像系统光轴(8)的俯仰旋转中心(6)， 俯仰旋转中心(6)与电视成像系统光轴(8)等 高 ； U 形架 (3) 与底座 (13) 的圆柱面支承中心设置为电视成像系统光轴 (8) 的方位旋转中 心 (2)， 方位旋转中心 (2) 与电视成像系统光轴 (8) 在空间上垂直相交 ； 电视成像系统 (1) 的重心与方位旋转中心 (2) 重合。
5、 ； 俯仰旋转中心 (6) 与方位旋转中心 (2) 设置一定距离 L ； 在距俯仰旋转中心 (6) 相反方向距离 M 处设置俯仰调节手轮 (11)， 电视成像系统 (1) 尾部 会存在向下的趋势与俯仰调节手轮 (11) 顶部保持接触， 增加了状态的稳定性 ； 在距方位旋 转中心 (2) 距离 N 处设置左右对称两个方位调节手轮 (12)， 所述左右对称两个方位调节手 轮 (12) 调整完成后， 左右对称两个方位调节手轮 (12) 端部分别与底座 (13) 保持接触， 再 通过第二螺母 (10 ) 锁紧方位调节手轮 (12) 与底座 (13) 之间的螺纹联接， 使状态稳定 ； 所述整个调整装置通。
6、过底座 (13) 与安装载体基准面联接。 2. 根据权利要求 1 所述的电视成像系统光轴调整装置， 其特征在于 ： 在所述电视成像 系统 (1) 与 U 形架 (3)、 左支承 (4) 之间设置了修磨垫 (9)， 消除电视成像系统 (1) 与 U 形 架 (3)、 左支承 (4) 之间的间隙， 使俯仰调整和方位调整互不干涉。 3. 一种电视成像系统光轴调整方法， 其特征在于实现步骤如下 ： 第一步， 按照权利要求 1 或 2 所述的调整装置进行布置 ； 第二步， 电视成像系统光轴 (8) 的俯仰调整 ： 松开第一螺钉 (5) 及第一螺母 (10)， 根据 重力平衡原理， 电视成像系统 (1) 。
7、始终与旋转俯仰调节手轮 (11) 的顶部接触， 旋转俯仰手 轮(11)， 电视成像系统(1)围绕俯仰旋转中心(6)旋转， 实现电视成像系统光轴(8)的俯仰 调整 ； 第三步， 电视成像系统光轴 (8) 的俯仰锁紧 ： 调整完成后， 用第一螺钉 (5) 固紧电视成 像系统 (1) 与 U 形架 (3) ； 用第一螺母 (10) 锁紧俯仰调节手轮 (11) 与 U 形架 (3) 之间的 螺纹联接， 使光轴稳定 ； 第四步， 电视成像系统光轴 (8) 的方位调整 ： 松开第三螺钉 (14) 及对称的两个第二螺 母 (10 )， 旋转左右对称两个方位调节手轮 (12)， 使左右对称两个方位调节手轮 (。
8、12) 以一 退一进方式推动U形架(3)及与其相连接的电视成像系统(1)围绕方位旋转中心(2)旋转， 从而实现电视成像系统光轴 (8) 的方位角调整 ； 第五步， 电视成像系统 1 光轴 8 的方位锁紧 ： 调整完成后， 用第三螺钉 14 固紧 U 形架 3 与底座 13 ； 用第二螺母 10 锁紧方位调节手轮 12 与底座 13 的螺纹联接， 使光轴稳定 ； 其中 第二步、 第三步、 第四步和第五步不分先后。 4. 根据权利要求 3 所述的电视成像系统光轴调整方法， 其特征在于 ： 所述电视成像系 统光轴 (8) 的俯仰角 和方位角 调整如下 ： arcsinA/M 权 利 要 求 书 CN。
9、 102426402 A CN 102426409 A2/2 页 3 arcsinB/N 其中 A 为俯仰调节手轮 (11) 旋转引起直线位移量 ； B 为方位调节手轮 (12) 旋转引起 直线位移量 ； 且距离 M、 N 越大， 调整角度越精细。 权 利 要 求 书 CN 102426402 A CN 102426409 A1/3 页 4 电视成像系统光轴调整装置及调整方法 技术领域 0001 本发明是关于一种电视成像系统光轴相对于安装载体基准的平行度调整装置及 调整方法。 背景技术 0002 电视成像系统包含光学系统、 接收传感器、 传输途径、 处理和显视等。在信息化发 展的过程中， 各种。
10、电视成像系统以其独特的优越性越来越受到人们的高度重视。电视成像 系统可单独使用， 也可加载在其它载体上。安装在其它载体上时常要求其光轴与载体大系 统基准平行。 平行度调整具体来讲就是调整电视成像系统光轴相对大系统基准的方位和俯 仰角度。 一般是通过产、 刮、 研电视成像系统安装基准面的方式调整光轴相对于安装载体基 准的平行度。 但在一些特殊应用场合， 要求能实时、 快速、 方便、 准确地调整电视成像系统光 轴相对于安装载体基准的平行度， 且调整完成后， 状态稳定、 可靠， 上述调整系统不能满足 这些要求。 发明内容 0003 本发明的技术解决问题 ： 克服现有技术的不足， 提供一种快速、 简便。
11、、 准确、 稳定可 实时调整的电视成像系统光轴调整装置及调整方法， 以满足某些特殊要求。 0004 本发明的技术解决方案 ： 一种电视成像系统光轴调整装置， 包括 ： 电视成像系统 (1)、 U 形架 (3)、 底座 (13)、 左支承 (4)、 俯仰调节手轮 (11) 和方位调节手轮 (12) ； 电视成 像系统 (1) 与 U 形架 (3) 以圆柱面支承方式通过第一螺钉 (5) 联接， 左支承 (4) 与 U 形架 (3) 通过第二螺钉 (7) 同轴联接， 且同时与电视成像系统 (1) 以圆柱面支承方式联接 ； U 形 架 (3) 与底座 (13) 以圆柱面支承方式通过第三螺钉 (14) 。
12、联接 ； 俯仰调节手轮 (11) 以螺纹 形式与 U 形架 (3) 联接， 通过第一螺母 (10) 锁紧 ； 方位调节手轮 (12) 以螺纹形式与底座 (13) 联接， 通过第二螺母 (10 ) 锁紧 ； 电视成像系统 (1) 与 U 形架 (3)、 左支承 (4) 共同的 圆柱面支承中心设置为电视成像系统光轴(8)的俯仰旋转中心(6)， 俯仰旋转中心(6)与电 视成像系统光轴 (8) 等高 ； U 形架 (3) 与底座 (13) 的圆柱面支承中心设置为电视成像系统 光轴(8)的方位旋转中心(2)， 方位旋转中心(2)与电视成像系统光轴(8)在空间上垂直相 交 ； 电视成像系统(1)的重心与方。
13、位旋转中心(2)重合 ； 俯仰旋转中心(6)与方位旋转中心 (2) 设置一定距离 L ； 在距俯仰旋转中心 (6) 相反方向距离 M 处设置俯仰调节手轮 (11)， 电 视成像系统(1)尾部会存在向下的趋势与俯仰调节手轮(11)顶部保持接触， 增加了状态的 稳定性 ； 在距方位旋转中心 (2) 距离 N 处设置左右对称两个方位调节手轮 (12)， 所述左右 对称两个方位调节手轮 (12) 调整完成后， 左右对称两个方位调节手轮 (12) 端部分别与底 座 (13) 保持接触， 再通过第二螺母 (10 ) 锁紧方位调节手轮 (12) 与底座 (13) 之间的螺纹 连接， 使状态稳定 ； 所述整个。
14、调整装置通过底座 (13) 与安装载体基准面联接。 0005 在所述电视成像系统 (1) 与 U 形架 (3)、 左支承 (4) 之间设置了修磨垫 (9)， 消除 电视成像系统(1)与U形架(3)、 左支承(4)之间的间隙， 使俯仰调整和方位调整互不干涉。 说 明 书 CN 102426402 A CN 102426409 A2/3 页 5 0006 一种电视成像系统光轴调整方法， 实现步骤如下 ： 0007 第一步， 按照上述的调整装置进行布置 ； 0008 第二步， 电视成像系统光轴 (8) 的俯仰调整 ： 松开第一螺钉 (5) 及第一螺母 (10)， 根据重力平衡原理， 电视成像系统 (。
15、1) 始终与旋转俯仰调节手轮 (11) 的顶部接触， 旋转俯 仰手轮(11)， 电视成像系统(1)围绕俯仰旋转中心(6)旋转， 实现电视成像系统光轴(8)的 俯仰角调整 ； 0009 第三步， 电视成像系统光轴 (8) 的俯仰锁紧 ： 调整完成后， 用第一螺钉 (5) 固紧电 视成像系统 (1) 与 U 形架 (3) ； 用第一螺母 (10) 锁紧俯仰调节手轮 (11) 与 U 形架 (3) 之 间的螺纹联接 ； 0010 第四步， 电视成像系统光轴 (8) 的方位调整 ： 松开第三螺钉 (14) 及对称的两个第 二螺母 (10 )， 旋转左右对称两个方位调节手轮 (12)， 使左右对称两个方。
16、位调节手轮 (12) 以一退一进方式推动 U 形架 (3) 及与其相连接的电视成像系统 (1) 围绕方位旋转中心 (2) 旋转， 从而实现电视成像系统光轴 (8) 的方位角调整 ； 0011 第五步， 电视成像系统 1 光轴 8 的方位锁紧 ： 调整完成后， 用第三螺钉 14 固紧 U 形 架 3 与底座 13 ； 用第二螺母 10 锁紧方位调节手轮 12 与底座 13 的螺纹联接 ； 其中第二步、 第三步、 第四步和第五步不分先后。 0012 所述电视成像系统光轴 (8) 的俯仰角 和方位角 调整如下 ： 0013 arcsinA/M 0014 arcsinB/N 0015 其中 A 为俯仰。
17、调节手轮 (11) 旋转引起直线位移量 ； B 为方位调节手轮 (12) 旋转 引起直线位移量 ； 且距离 M、 N 越大， 调整角度越精细。 0016 本发明相比现有技术具有如下优点 ： 0017 (1) 本发明通过调整装置的布局， 实现了能快速、 简便、 准确、 稳定、 实时调整电视 成像系统光轴相对于安装载体基准的平行度， 满足了某些特殊要求。 0018 (2)俯仰调整和方位调整互不干涉。 在本发明电视成像系统光轴调整装置中， 由于 分别设置了俯仰旋转中心和方位旋转中心， 使俯仰调整和方位调整互不干涉 ； 并且在电视 成像系统与 U 形架、 左支承之间设置了修磨垫， 消除了电视成像系统与。
18、 U 形架、 左支承之间 的间隙， 进一步使俯仰调整和方位调整互不干涉。 0019 (3) 调整精细。本发明由于俯仰调节手轮位置与俯仰旋转中心设置了距离 M ； 方 位调节手轮位置与方位旋转中心设置了距离 N ； 且随距离 M、 N 增大， 调整角度越精细既越准 确。 0020 (4) 可实时调整。可实时松开第一螺钉及第一锁紧螺母， 旋转俯仰调节手轮 11， 调 整电视成像系统光轴俯仰角度 ； 同理， 可实时松开第三螺钉及第二螺母， 旋转左、 右方位调 节手轮， 调整电视成像系统光轴方位角度。 0021 (5) 光轴状态稳定、 可靠。俯仰角度调整完后， 为使状态稳定、 可靠， 除固紧第一螺 钉。
19、之外， 由于俯仰旋转中心与电视成像系统的重心设置了一定距离 L， 根据重力平衡原理电 视成像系统尾部会存在向下的趋势与俯仰调节手轮顶部保持接触， 进一步增加了状态的稳 定性， 再通过第一螺母锁紧俯仰调节手轮与 U 形架之间的螺纹连接 ； 方位角度调整， 为使状 态稳定， 设置了左右对称两个方位调节手轮， 调整完成后， 左、 右方位调节手轮端部分别与 说 明 书 CN 102426402 A CN 102426409 A3/3 页 6 底座保持接触， 再通过第二螺母锁紧方位调节手轮与底座之间的螺纹联接， 使状态稳定。 0022 (6) 安装方式灵活， 方便。整个装置可通过底座与安装载体基准面联接。
20、。 附图说明 0023 图 1 为本发明电视成像系统光轴调整装置的主视图 ； 0024 图 2 为图 1 的 A-A 剖视图 ； 0025 图 3 为图 1 的俯视图 ； 0026 图 4 为图 1 光轴俯仰旋转的一种状态 ； 0027 图 5 为图 3 光轴方位旋转的一种状态。 具体实施方式 0028 如图 1、 图 2、 图 3 所示， 在电视成像系统 1 的光轴 8 同一高度处设置光轴的俯仰旋 转中心 6， 俯仰旋转中心 6 以圆柱面支承方式由电视成像系统 1、 U 形架 3、 左支承 4 共同组 成， 电视成像系统 1、 U 形架 3、 左支承 4 之间的间隙由修磨垫 9 的厚度消除。。
21、在电视成像系 统 1 的重心位置设置方位旋转中心 2， 方位旋转中心 2 以圆柱面支承方式由 U 形架 3、 底座 13 组成， 方位旋转中心 2 与光轴 8 在空间上垂直相交。俯仰旋转中心 6 与方位旋转中心 2 设置一定距离 L， 在俯仰旋转中心 6 相反方向设置俯仰调节手轮 11， 俯仰调节手轮 11 位置 与俯仰旋转中心 6 相距 M ； 在距方位旋转中心 2 一定距离 N 处设置左右对称两个方位调节 手轮 12。整个装置可通过底座 13 与安装载体基准面联接。 0029 本发明中的电视成像系统光轴 8 相对于安装载体基准的平行度调整通过以下措 施实施 ： 松开第一螺钉 5 及第一螺母。
22、 10， 根据重力平衡原理， 电视成像系统 1 始终与俯仰调 节手轮 11 的顶部接触， 旋转俯仰调节手轮 11， 由于俯仰调节手轮 11 与 U 形架 3 以螺纹联 接， 在旋转俯仰调节手轮 11 的同时， 俯仰调节手轮 11 做直线移动， 推动电视成像系统 1 围 绕俯仰旋转中心旋转， 完成电视成像系统 1 光轴 8 的俯仰角度调整。调整完成后， 固紧第 一螺钉 5， 锁紧第一螺母 10， 使光轴状态稳定 ； 同理， 松开第三螺钉 14 及第二螺母 10 ， 旋转 左、 右方位调节手轮 12， 由于方位调节手轮 12 与底座 13 以螺纹联接， 在旋转方位调节手轮 12 的同时， 方位调节。
23、手轮 12 做直线移动， 旋转左、 右方位手轮， 使左、 右方位调节手轮 12 以 一退一进方式， 推动 U 形架 3 及与其相连接的电视成像系统 1 围绕方位旋转中心旋转， 从而 实现光轴8的方位角度调整。 调整完成后， 固紧第三螺钉14， 右、 左方位调节手轮12的端部 与底座 13 保持接触， 锁紧第二螺母 10 ， 使光轴状态稳定。 0030 由于俯仰调节手轮11位置与俯仰旋转中心6设置了距离M ； 方位调节手轮12位置 与方位旋转中心 2 设置了距离 N ； 电视成像系统光轴 8 的俯仰角度调整量 与距离 M 及俯 仰调节手轮 11 旋转引起电视成像系统光轴的移动量 A 之间的关系为。
24、 ： arcsinA/M， 见 图 4 ； 电视成像系统光轴 8 方位角度调整量 与距离 N 及方位调节手轮 12 旋转引起电视 成像系统光轴 8 的移动量 B 之间的关系为 ： arcsin B/N， 见图 5， 且随距离 M、 N 增大， 调整角度越精细既越准确。L、 M， N 取值范围依据整个装置的结构大小决定， 没有具体要求， 但必须大于零。 说 明 书 CN 102426402 A CN 102426409 A1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102426402 A CN 102426409 A2/3 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102426402 A CN 102426409 A3/3 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 102426402 A 。